[發明專利]一種固體推進劑可靠貯存壽命預估方法

在審

• 申請號: 201811552694.4
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109655397A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 池旭輝;彭松;趙程遠;楊根;張峰濤;曹蓉;朱學珍;常華;封學華
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 張彩珍

提供了一種固體推進劑可靠貯存壽命預估方法,包括試驗和評估參數選擇、樣品制備與預老化、初始性能測試與分析、高溫加速試驗與數據分析、可靠貯存壽命預估等步驟。試驗和評估參數選擇中確定老化敏感參量、參考溫度、加速溫度、失效臨界值、試驗時間和樣品數量；樣品制備與預老化時，進行預加速老化；初始性能測試與分析時，求出老化敏感參量的均值和標準差；高溫加速試驗與數據分析時，求出老化動力學參數；可靠貯存壽命預估時，得到老化敏感參量置信下限預測方程，確定可靠貯存壽命。本發明以與現行一般貯存壽命評估方法相當的試驗量，實現了固體推進劑可靠貯存壽命評估。

技術領域

本發明總體地屬于固體推進劑可靠貯存壽命預估技術領域，具體地涉及一種固體推進劑可靠貯存壽命預估方法。

背景技術

固體推進劑作為一種材料，不僅要求給出基于性能退化的貯存壽命預估值，還經常要求給出一定可靠度下的貯存壽命或性能下限；現有技術中,固體推進劑的貯存壽命預估只考慮了老化速度常數從高溫外推常溫的誤差,未考慮性能參量作為隨機變量的統計分布特性，故而其雖然可以給出一定置信度的貯存壽命下限，還不能視作可靠貯存壽命。

為評估可靠貯存壽命，必須將性能參量作為隨機變量處理；大量研究表明，性能測試結果是隨機變量，滿足正態分布規律；研究還表明，同一配方和工藝制得的固體推進劑等高分子材料的性能統計分布參數中，表示數據散布的參量標準差基本恒定，可視為不受老化影響；因此，可以將老化初始階段所測性能的標準差作為老化后的標準差，用于預估一定置信度α下的性能置信下限；對照發動機設計所要求的固體推進劑的性能失效臨界值，就可以給出貯存壽命預估結果；此時，對于這類以性能退化數據為基礎的評估，置信度α即是可靠度P。

發明內容

本發明的目的是提供一種固體推進劑可靠貯存壽命預估方法,該方法以性能退化數據為基礎，將性能視為隨機變量，根據該隨機變量的衰減規律，預估一定可靠度下的貯存壽命。

本發明的技術方案為：一種固體推進劑可靠貯存壽命預估方法，包括以下步驟：

a)、試驗和評估參數選擇與制定：制定固體推進劑可靠貯存壽命預估所涉及的老化敏感參量，選擇和確定評估試驗中的參考溫度、加速溫度、失效臨界值、試驗時間和樣品數量；

b)、樣品制備與預老化：制作樣品并進行封裝，對樣品進行預加速老化；

c)、初始性能測試與分析：取不少于9個子樣進行性能的測試，求出老化敏感參量的平均值和標準差；

d)、高溫加速試驗與數據分析：進行系列溫度下的恒定溫度加速試驗，定期取樣進行性能測試，根據老化敏感參量隨時間變化數據，求出老化動力學參數；

e)、可靠貯存壽命預估：根據老化敏感參量的平均值和標準差、老化動力學參數，得到常溫貯存時預定置信度下老化敏感參量置信下限隨貯存時間變化的預測方程和曲線，再根據性能失效臨界值確定可靠貯存壽命預估值。

進一步的，上述步驟a)中：

老化敏感參量設為X，X為單向力學性能參量；

參考溫度設為T_S，是根據固體推進劑長期貯存環境條件確定的日常貯存溫度，T_S不低于推進劑實際長期貯存環境的平均溫度和推進劑要求的長期貯存溫度范圍的中值；

加速試驗溫度包括最低加速試驗溫度、最高加速試驗溫度和加速試驗溫度的加速間隔，最低加速試驗溫度和最高加速試驗溫度之間的所有加速試驗溫度加速間隔均為等間隔溫度，相鄰兩個加速試驗溫度之間的間隔不小于5℃，最低加速試驗溫度與參考溫度T_S之間的間隔不超過最高加速試驗溫度和最低加速試驗溫度之間的間隔；

失效臨界值是發動機設計性能指標除以安全系數獲得的數值；